плюсы, минусы и реалистичность технологии / Хабр
Дата-центров становится больше с каждым годом. С 2012 по 2020 год их количество выросло с 500 000 до более чем 8 млн. Энергии все эти объекты потребляют очень много — многие дата-центры являются главными потребителями энергии в своем регионе. Потребность в ЦОД продолжает расти, но многие «теплые» места уже заняты — ведь такой объект не построишь где-то на отшибе, где нет ни сетевой инфраструктуры, ни надежного энергоснабжения, не говоря уже о воде.
Во многих случаях именно отсутствие необходимой инфраструктуры является ограничивающим фактором для создания сети ЦОД где-нибудь на севере. Но, возможно, выход есть, и он довольно необычный. Это миниатюрные ядерные реакторы, которые способны дать необходимое количество энергии не только дата-центру, но и небольшому городку неподалеку. Такая технология — не фантастика, а вполне себе реальность, о которой и поговорим.
Варианты малых ядерных реакторов разных производителей
Несмотря на то, что технология кажется почти что фантастикой, ее разрабатывает сразу несколько компаний.
Реакторы от Rolls-Royce
Концерн продает не только шикарные автомобили, но и занимается высокотехнологичными проектами. Один из них — создание малых ядерных реакторов для облачных операторов. Цель компании — сделать так, чтобы дата-центр мог работать вообще без подвода энергокабелей, обходясь собственными ресурсами.
Разработчики получили от правительства Великобритании треть миллиарда долларов США в 2020 году, оперативно разработав проекты мини-АЭС в модульном формате. Мощность этих объектов составит до 470 МВт, чего должно с головой хватить дата-центру любого масштаба. Приблизительно такие же параметры, например, у стационарных реакторов ВВЭР-440.
Сейчас работы еще ведутся, затем нужно будет получить разрешение на использование технологии от ряда регуляторов. Все же атом хоть и мирный, но его использование может быть потенциально опасным.
Ну а начать внедрять свою технологию компания обещает уже в 2030 году. Выпускаться модульные реакторы будут на заводах Rolls-Royce и доставляться затем к месту использования в разобранном виде. Ну а на площадке уже их будут собирать.
NuScale Power
Об этом реакторе мы уже писали — еще в прошлом году его разработчики получили от регуляторов США разрешение на использование технологии.
Реактор NuScale Power представляет собой стальной цилиндр высотой 23 метра и диаметром 5 метров. Внутри находятся урановые топливные стержни, которые с помощью цепной ядерной реакции нагревают воду во внутреннем контуре. Через теплообменник нагретая вода передает температуру во внешний паровой контур. Пар приводит в движение турбину, генерирующую электроэнергию. В процессе работы пар охлаждается и капли воды вновь попадают обратно во внутренний контур.
В конструкции малого реактора предусмотрена система пассивного охлаждения.
Горячая вода поднимается через теплообменные змеевики, охлаждается и опускается обратно к топливным стержням. Такой подход избавил конструкцию реактора от насосов и дополнительных движущихся элементов, которые могли бы выйти из строя.
В случае нештатной ситуации реактор сам заглушит ядерную реакцию при помощи управляющих стержней. Прекращается обмен нейтронами и останавливается цепная ядерная реакция. Если внезапно прекратится подача электричества, то управляющие стержни под действием гравитации срабатывают автоматически.
Уже пущен в работу проект по созданию АЭС с такими реакторами. Она будет готова тоже где-то к 2030 году. Мощность одного реактора — 45 МВт.
CAREM-25 (CNEA, Аргентина)
Как оказалось, в Аргентине, солнечной южноамериканской стране, уже в 2020 году был готов прототип миниатюрного ядерного реактора. Это 25-МВт система, которую, насколько можно понять по обрывочным новостям, почти достроили.
Реактор модульный, так что на его основе можно создавать большие или не очень АЭС.
Его разработка ведется аргентинскими и международными учеными в рамках программы по запуску малых ядерных реакторов с середины 2020-х годов. Собственно, почти все примеры из этой статьи — разработка в рамках указанной программы. Она реализуется силами известных и не очень компаний, включая AREVA, Bechtel, BWXT, Dominion, Duke Energy, Energy Northwest, Fluor, Holtec International, NuScale Power, Ontario Power Generation, PSEG, TVA и Utah Associated Municipal Power Systems.
АЭС Hyperion
Еще один малый ядерный реактор с мощностью в 25 МВт. Объекты такого типа могут работать по отдельности, без необходимости создания АЭС. Разработчики утверждают, что АЭС Hyperion может обеспечить энергией населенный пункт на 20 тысяч частных домов. Ну или один очень мощный дата-центр.
Срок службы такого реактора — до 10 лет, после чего его нужно извлечь и отправить на завод производителя для перезаправки. Здесь используется уран-гидридное топливо.
Достоинство проекта — в отсутствии необходимости держать на станции штат специалистов-ядерщиков. Его нужно лишь регулярно посещать для проверки систем и технического обслуживания — а с этим справляется парочка специалистов.
Мини-реакторы от HolosGen
Отдельные реакторы-модули могут быть соединены в единую систему, выдавая уже около 80 МВт. Такие системы относительно безопасны, мобильны и универсальны — использовать их можно не только для дата-центров, но и применять на других объектах.
Ядерная энергетика — весьма интересная тема, но у нас есть и другие статьи, оцените — мы рассказываем о:
→ Маленькие «малинки» в крупном дата-центре→ Динамические ИБП в дата-центрах: как мы устанавливали Piller CPM300 с двойным преобразованием
→ Разбираем редкого зверя от Nvidia — DGX A100
Плюсы и минусы технологии
Плюсов довольно много:
- Мобильность и возможность масштабирования систем.
- Относительно недорогое обслуживание — большинство модульных ректоров частично автономны.
- Отсутствие необходимости занимать десятки и сотни гектар полезной площади под АЭС и всю инфраструктуру.
- Универсальность — использовать малые реакторы можно во многих отраслях и во многих регионах.
- Наличие достаточного количества пассивных систем безопасности.
Минусы тоже есть:
- Отсутствие реально работающих в «полевых условиях» реакторов. Пока только прототипы.
- Соответственно, нет базы проблемных ситуаций, которых нужно избегать.
- Необходимость получения разрешения регуляторов, и этих разрешений нужно много.
Насколько все это реально?
Вероятность практической реализации одного или нескольких проектов модульных ядерных реакторов довольно высока. Дело в том, что кроме уже названных компаний, разработкой мини-АЭС занялось правительство США.
Кроме того, использовать ядерную энергию собираются коммунальные предприятия и компании США. Стоимость энергии, вырабатываемой при помощи мини-АЭС, составит около 55-70 долларов за МВт-час. Стоимость же получения энергии при помощи ветра и солнца — около 44-55 Мвт-час. Вполне сравнимые цены, при условии, конечно, что в цену ядерных реакторов заложен полный цикл обслуживания с утилизацией отслужившего свой срок оборудования.
Есть у мини-АЭС и противники, которые, впрочем, сомневаются не в работоспособности подобных систем. Основная претензия — это стоимость постройки и эксплуатации малых ядерных ректоров. Согласно ряду подсчетов, цена будет сравнима с обслуживанием обычной полноразмерной АЭС.
Тем не менее, критики погоды не делают — если какой-то из этих проектов начнет работать уже «в поле», то за первопроходцами подтянутся и остальные участники рынка.
Ну а это может привести к увеличению количества дата-центров, их проникновению в удаленные регионы, которые раньше казались бесперспективными для индустрии.
В США одобрили самый маленький ядерный реактор в мире
Привет, Гость! Войти
Главная » Блоги Экспертов И ИТ-Компаний » В США одобрили самый маленький ядерный реактор в мире
Возможность размещать посты на проекте остановлена
Редакция CNews готова принять пресс-релизы компаний на адрес [email protected].
Приглашаем вас делиться комментариями о материалах CNews на наших страницах платформ Facebook, Telegram и Twitter.
Власти США разрешили использовать конструкцию первого малого модульного реактора.
Она рассчитана на 50 мегаватт энергии, но уже через два года ее мощность увеличат до 60 мегаваттВласти США разрешили использовать конструкцию первого малого модульного реактора. Она рассчитана на 50 мегаватт энергии, но уже через два года ее мощность увеличат до 60 мегаватт.
Комиссия по ядерному регулированию США разрешила использовать первый малый модульный реактор NuScale. Это самый маленький реактор в мире — в несколько десятков раз меньше чем те, которые используются в современных электростанциях. Благодаря своей модульной конструкции NuScale проще использовать, при этом его конструкция безопасна даже в случае ошибок и проблем в работе. Их также можно производить на заводе, а потом транспортировать на место строительство электростанции.
«Безопасность, конечно, является одним из главных приоритетов, когда речь заходит об атомной энергетике, и используемые сегодня электростанции работают по строгим правилам, которые, как правило, считаются гораздо более безопасными, чем электростанции старшего поколения.
Новое устройство еще больше увеличит безопасность и позволит работать с устройством на гораздо меньшем пространстве», — отметили исследователи.
Открыт новый способ превращения биомассы в биотопливо с помощью микроорганизмов
Реактор NuScale Power представляет собой стальной цилиндр высотой 23 м и шириной 5 м. Внутри находятся урановые топливные стержни, которые с помощью цепной ядерной реакции нагревают воду во внутреннем контуре. Через теплообменник нагретая вода передает температуру во внешний паровой контур. Пар приводит в движение турбину, генерирующую электроэнергию. В процессе работы пар охлаждается и капли воды вновь попадают обратно во внутренний контур.
Стандартная АЭС такого типа будет состоять из 12 малых реакторов. По словам разработчиков, малые реакторы гораздо безопаснее обычных. Кроме того, они могут использоваться в небольших городах, на промышленных объектах и подводных лодках. Весь модуль погружается в воду, помогая контролировать избыточное тепло, и если какая-либо часть реактора выходит из строя, то реактор опускается в безопасную среду, чтобы предотвратить катастрофу.
Источник: https://i24.info/technologies/v-ssha-odobrili-samyi-malenkii-iadernyi-reaktor-v-mire.html
Данный материал является частной записью члена сообщества Club.CNews.
Редакция CNews не несет ответственности за его содержание.
2 года назад | тэги: Технологии
Комментарии
Другие публикации
Редакция CNews готова принять пресс-релизы компаний на адрес [email protected].
Приглашаем вас делиться комментариями о материалах CNews на наших страницах платформ Facebook, Telegram и Twitter.
10 самых маленьких ядерных реакторов в мире
Билибинские 1-4, Россия
Билибинская АЭС в Чукотском автономном округе, Россия, содержит самый маленький в мире коммерческий ядерный реактор. Станция, принадлежащая и управляемая государственной компанией «Росэнергоатом», оснащена четырьмя легководными графитовыми реакторами ЭГП-6 (LWGR) общей мощностью 12 МВт каждый.
Реакторы ЭГП-6 основаны на конструкции российского реактора большой мощности канального типа, известного как РБМК (Реактор Большой Мощности Канального). Четыре реактора Билибинской АЭС были введены в эксплуатацию в 1974 и 1976, тепловой мощностью 62 МВт каждая.
CEFR (Китайский экспериментальный реактор на быстрых нейтронах)
Китайский экспериментальный реактор на быстрых нейтронах (CEFR), который в настоящее время работает в Китайском институте атомной энергии в Туоли, примерно в 35 км к югу от Пекина, является вторым самым маленьким ядерным реактором в мире. Это реактор-размножитель на быстрых нейтронах (БРБ) модели БН-20 с полной мощностью 25 МВт и тепловой мощностью 65 МВт.
Реактор принадлежит Китайской национальной ядерной корпорации и управляется Китайским институтом атомной энергии. Его строительство началось в мае 2010 г., а подключение к сети было осуществлено в июле 2011 г.
Два ядерных реактора мощностью 35 МВт, строящиеся для первой в мире плавучей атомной электростанции в России «Академик Ломоносов», занимают третье место среди самых компактных ядерных реакторов.
Ожидается, что плавучая АЭС «Академик Ломоносов» начнет промышленную эксплуатацию в 2016 году.
Два плавучих реактора с водой под давлением (PWR) КЛТ-40С были спроектированы ОКБМ Африкантов и находятся в стадии строительства с апреля 2007 года. два реактора, каждый из которых имеет тепловую мощность 150 МВт.
Rajasthan 1, India
Первый блок атомного реактора Раджастанской АЭС, расположенный примерно в 65 км от Коты в Раджастане, Индия, в настоящее время является четвертым по величине ядерным реактором в мире. Ядерный реактор Rajasthan 1, принадлежащий и управляемый Индийской ядерной энергетической корпорацией, имеет общую мощность 100 МВт.
Строительство тяжеловодного реактора под давлением горизонтального трубного типа (PHWR) началось в августе 1965 г. Реактор введен в промышленную эксплуатацию 19 декабря.73 и имеет тепловую мощность 346 МВт.
KANUPP (АЭС Карачи), Пакистан
Реактор мощностью 137 МВт, работающий на АЭС Карачи (KANUPP) в провинции Синд в Пакистане, является пятым по величине ядерным реактором в мире.
Это первый коммерчески эксплуатируемый ядерный реактор Пакистана, которым владеет и управляет Пакистанская комиссия по атомной энергии.
Строительство реакторной установки началось в августе 1966 года, промышленная эксплуатация началась 19 декабря72. Это тяжеловодный реактор под давлением (PHWR) типа CANDU (CANada Deuterium Uranium) с тепловой мощностью 433 МВт.
Тарапур 1-2, Индия
Первые два из четырех реакторов, работающих на АЭС Тарапур мощностью 1400 МВт, расположенной в 12 км от Бойсара в Махараштре, Индия, в настоящее время являются шестыми по величине ядерными реакторами в мире. Реакторы, принадлежащие и эксплуатируемые Индийской ядерной энергетической корпорацией, имеют общую мощность 160 МВт каждый.
Строительство блоков с двумя кипящими реакторами (BWR) Tarapur 1 и 2 (модель BWR-1 с защитной оболочкой Mark 2) началось 19 октября.64. Оба реактора были введены в коммерческую эксплуатацию в октябре 1969 года и имеют тепловую мощность 530 МВт каждый.
Rajasthan 2, India
Второй энергоблок АЭС Раджастан, Индия, является седьмым по величине ядерным реактором в мире. Реактор Rajasthan 2 представляет собой тяжеловодный реактор под давлением горизонтального трубного типа (PHWR) и имеет общую мощность 200 МВт.
Построенный в период с 1968 по 1980 год, принадлежащий и эксплуатируемый Индийской ядерной энергетической корпорацией, реактор начал коммерческую эксплуатацию 19 апреля.81 тепловой мощностью 693 МВт.
Shidao Bay 1, Китай
Реакторный блок, строящийся для строящейся АЭС Shidao Bay возле Жунчэна в китайской провинции Шаньдун, занимает восьмое место среди самых маленьких ядерных реакторов в мире. Shidao Bay 1 представляет собой высокотемпературный газоохлаждаемый реактор (ВТГР) общей мощностью 211 МВт и тепловой мощностью 500 МВт.
Проект реактора разработан китайским Университетом Цинхуа, строительство началось в декабре 2012 г., ввод в эксплуатацию ожидается в 2017 г. Владельцем реактора является China Huaneng Group, а эксплуатировать АЭС Shidao Bay будет компания Huaneng Shandong Shidao Bay Nuclear Power Company.
Раджастхан 3-6/Кайга 1-4/Какарапар 1-2/Мадрас 1-2/ Нарора 1-2, Индия
Блоки 3-6 АЭС Раджастхан, четыре блока АЭС Кайга в Карнатаке, два блока на атомной электростанции Какарапар (KAPS) в Гуджарате, два блока на АЭС Мадрас в Калпаккаме в штате Тамил Наду и два блока на АЭС Нарора в Уттар-Прадеше, Индия , делят девятое место среди самых маленьких ядерных реакторов в мире. Полная мощность этих реакторов составляет 220 МВт каждый.
Все эти реакторы представляют собой тяжеловодные реакторы под давлением горизонтального трубного типа (PHWR) и принадлежат и эксплуатируются Индийской ядерной энергетической корпорацией. Раджастхан 3-6, Кайга 1-4, Какарапар 1-2, Мадрас 1-2 и Нарора 1-2 начали коммерческую эксплуатацию в 2000-2010, 2000-2011, 1993-1995, 1984-1986 и 1991-1992 годах соответственно.
Циньшань 1, Китай
Первый энергоблок АЭС Циньшань, расположенной в китайской провинции Чжэцзян, является десятым по величине атомным реактором в мире. Реакторный блок принадлежит компании Qinshan Nuclear Power Company и управляется компанией CNNC Nuclear Operation Management Company.
Он имеет общую электрическую мощность 310 МВт и тепловую мощность 966МВт.
Qinshan1 — это реактор с водой под давлением CNP-300 (PWR), разработанный Китайской национальной ядерной корпорацией (CNNC). Ядерный реактор был построен между 1985 и 1991 годами и начал коммерческую эксплуатацию в апреле 1994 года. из которых являются компаниями, работающими на ископаемом топливе.
Россия планирует развернуть свою первую плавучую атомную электростанцию в 2016 году, создав новый способ энергоснабжения отдаленных арктических населенных пунктов.
США одобряют проект первого малого ядерного реактора
IRA FLATOW: This is Science Friday. Я Айра Флатов.
В прошлом месяце правительство США одобрило проект первого малогабаритного модульного ядерного реактора, так называемого SMR. Это новый тип атомной электростанции. Это не тот завод, который вы можете себе представить, когда думаете об атомной энергии. Исчезла эта массивная градирня в пользу пассивного охлаждения.
И вместо того, чтобы проектироваться по индивидуальному заказу, эти реакторы могут быть изготовлены на заводе и соединены друг с другом.
Что это значит для использования ядерной энергии в США? Меньшие, более модульные электростанции – будущее? Присоединяйтесь ко мне, чтобы поговорить об этом, мои гости. Доктор Хосе Рейес — соучредитель и технический директор NuScale Power. Именно эта компания стоит за проектом малогабаритного модульного реактора, который только что был одобрен Комиссией по ядерному регулированию. И Кристин Кинг. Она директор Центра ускоренных инноваций в ядерной области в Национальной лаборатории Айдахо. Это в Айдахо-Фолс. Они поддерживают исследования и разработки для следующего поколения ядерной энергетики.
Добро пожаловать, вы оба, на научную пятницу.
ХОСЕ РЕЙЕС: Спасибо. Приятно быть здесь.
КРИСТИН КИНГ: Здесь то же самое. Большое спасибо.
ИРА ФЛАТОУ: Добро пожаловать. Хосе, расскажи мне о конструкции этого реактора, SMR.
О каком маленьком мы говорим? Дайте мне миниатюру, если позволите, пожалуйста.
ХОСЕ РЕЙЕС: Конечно. Каждый из модулей будет производить около 77 мегаватт электроэнергии. И физически это около 73 футов в длину и около 15 футов в диаметре. Теперь это включает в себя защитную оболочку, а также корпус реактора. Так что это совсем другой дизайн в этом отношении. Вместо высоких бетонных куполов защитной оболочки, о которых вы обычно думаете, когда смотрите на ядерную энергетику, мы перешли к очень маленькой стальной защитной оболочке высокого давления, в которой находится небольшой корпус реактора. И весь этот пакет изготовлен на заводе. И, как я уже сказал, это около 15 футов в диаметре. Так что это относительно небольшая цилиндрическая система.
ИРА ФЛАТОВ: Я понимаю, почему он называется модульным. Потому что вы делаете их на заводе, а потом можете собирать на месте.
ХОСЕ РЕЙЕС: Верно. Ага. Поэтому у нас есть разные варианты дизайна в зависимости от того, что хочет клиент.
Четырехмодульная установка будет производить около 308 мегаватт электроэнергии. Станция шестимодульная, электрическая 462 МВт. И мы можем подняться до завода из 12 модулей, который будет производить 924 мегаватта. Так что почти завод гигаваттного класса.
ИРА ФЛАТОВ: Теперь мне не нужно говорить вам, что исторически на строительство атомных электростанций уходило много лет. Ваш дизайн вообще ускоряет этот процесс?
ХОСЕ РЕЙЕС: Да. И вот что мы сделали, перейдя на заводское производство, мы значительно сократили время строительства. Таким образом, пока вы занимаетесь всем своим гражданским строительством на месте, параллельно вы занимаетесь всем своим высококачественным производством на заводе. Это переводит нас с пятилетнего графика примерно на трехлетний, просто делая это параллельно.
ИРА ФЛАТОУ: А для кого это предназначено? Заменит ли он что-то, что было бы у моей энергетической компании, или он меньше этого?
ХОСЕ РЕЙЕС: Мы рассчитываем его с учетом потребностей клиентов.
И черт возьми, с 2008 года мы общались примерно с 28 коммунальными предприятиями в США и Канаде. И мы продолжали слышать две вещи. Они сказали, что у нас стареющие угольные электростанции, которые нужно заменить. Мы хотели бы заменить их чистой энергией. И у нас также есть потребность в стабильности сети. У нас много возобновляемых источников энергии. Нам нужно что-то, чтобы стабилизировать сеть. Поэтому мы выбрали размеры наших растений с учетом этого. Таким образом, мы получаем большой интерес во всем мире к замене угольных электростанций в этом диапазоне размеров.
ИРА ФЛАТОУ: Как человек, который провел пару недель на Три-Майл-Айленде в 1979 году, я очарован пассивным охлаждением без градирен. Расскажите мне, как это работает.
ХОСЕ РЕЙЕС: Да. Секрет в том, что он маленький. Таким образом, в этой конструкции в наихудших условиях реакторы отключаются без каких-либо действий оператора или компьютера, без необходимости в питании переменного или постоянного тока. И они будут оставаться прохладными в течение неограниченного периода времени без необходимости добавления воды. Так что это большой прорыв в коммерческой ядерной энергетике. Это не было сделано раньше. Но теперь он одобрен Комиссией по ядерному регулированию.
ИРА ФЛАТОУ: Кристин Кинг, вы знаете все виды реакторов. Какие есть другие возможности? И как в эту картину вписывается реактор Хосе?
КРИСТИН КИНГ: Итак, реактор Хосе — это усовершенствование существующего флота, который у нас есть. Поэтому он продолжает использовать технологию легководного реактора — легкая вода — это теплоноситель, который отводит тепло от самой ядерной реакции. Но есть около двух десятков компаний, работающих над различными передовыми реакторными технологиями. И с этим связано множество различных размеров, конструкций, охлаждающих жидкостей.
Итак, прямо сейчас разрабатываемые вещи варьируются от микрореакторов, производящих менее 50 мегаватт электроэнергии, до реакторов среднего размера мощностью от 300 до 600 мегаватт электроэнергии. И подобно тому, что упоминал Хосе, речь идет о адаптации технологии к изменяющейся энергетической системе.
Другим аспектом этих новых разработок является то, что мы будем делать больше, чем просто производить электричество. Поэтому многие наши промышленные партнеры полагаются на высокотемпературное технологическое тепло от ископаемого топлива, будь то уголь или природный газ. А чтобы обезуглероживать и давать им чистую энергию, нужно что-то, что может работать в том же температурном диапазоне. Таким образом, некоторые из этих других конструкций будут работать при более высокой температуре, чем конструкция NuScale.
ИРА ФЛАТОВ: И в чем преимущество этого?
КРИСТИН КИНГ: Преимущество этого в том, что когда у вас есть возобновляемые источники энергии, вы можете использовать свой ядерный реактор для производства технологического тепла. Вы можете использовать это тепло для запуска высокотемпературного электролиза для производства водорода и другого синтетического топлива для поддержки чистой экономики. Или вы можете использовать это как прямой ввод для построения близко к загрузке. Таким образом, мы говорим о том, чтобы с помощью этого нового класса реакторов производить больше, чем просто электроэнергию.
ИРА ФЛАТОУ: Раньше говорили, что ядерные реакторы — самый дорогой способ кипячения воды, потому что вы создаете пар для вращения турбины. И я слышу, что вы говорите, что это другое. И Хосе, ты смеешься над этим.
ХОСЕ РЕЙЕС: Да. Нет, я имею в виду, что эта история существует уже давно. Обычно мы думаем об атомной энергетике как о производстве пара и технологии базовой нагрузки. Но это новое поколение реакторов действительно должно быть более гибким для современной сети. Итак, как сказала Кристин, вы смотрите на производство водорода. Итак, в настоящее время мы проводим исследование совместно с Shell Global. И они рассматривают производство водорода как возможность хранения энергии, а также как товар для продажи.
Но мы также уделяем особое внимание тому, что мы называем рынком энергетического дисбаланса. У нас много возобновляемых источников энергии, и вам нужно хранить часть этой энергии в течение дня, а затем высвобождать ее в виде электричества по вечерам, когда возобновляемые источники могут быть недоступны. Так что это совсем другая динамика, которая происходит с этой современной сеткой. И мы рады быть частью этого.
В ходе одного исследования, проведенного нами совместно с Национальной лабораторией Айдахо, один из наших модулей, соединенный с этим высокотемпературным паровым электролизом, мог производить почти 50 тонн водорода в день. И мы также смотрим на опреснение. Это следующая большая проблема, над которой мы работаем. Сегодня один модуль произвел около 77 миллионов галлонов чистой воды. Так что возможности действительно безграничны.
ИРА ФЛАТОУ: Кристина, вы упомянули, что это легководный реактор. А как насчет других реакторов с другими подходами к охлаждению, таких как газовый или даже жидкометаллический, например, натриевый?
КРИСТИН КИНГ: Да. Так что на самом деле в настоящее время ведутся два полномасштабных демонстрационных проекта, которые отрабатывают эти технологии и будут введены в эксплуатацию во второй половине 2030-х, 2027 и 2030 годах. на основе системы накопления энергии, чтобы делать именно то, о чем упоминал Хосе, — способность достигать пика вечером, чтобы у вас была энергия, которая вам нужна, когда солнце садится, а возобновляемые источники энергии недоступны.
Этот проект строится в Вайоминге компанией TerraPower, и он строится рядом с угольной станцией. И есть много хороших вещей, связанных с этим конкретным выбором. Во-первых, у вас есть инфраструктура для подключения к сети. У вас также есть рабочая сила с угольной станции. Таким образом, с точки зрения энергетической справедливости, для тех людей, которые в течение ста лет обеспечивали нас надежной электроэнергией от наших электростанций, работающих на ископаемом топливе, атомная энергетика — это возможность сделать еще одну карьеру.
Другим проектом, который находится в стадии разработки и финансируется Министерством энергетики, является X-energy Xe-100. А это высокотемпературный газовый реактор на топливе TRISO.
ИРА ФЛАТОВ: С помощью чего?
КРИСТИН КИНГ: ТРИ-структурное топливо с изотропными частицами. По сути, это частица урана, заключенная в три слоя углерода и керамического покрытия. Так что эта частица сама по себе является новой топливной формой. И эти слои предотвращают выброс радиоактивных продуктов деления. Таким образом, сама частица действует как собственное вместилище.
ИРА ФЛАТОВ: Вы предвидели мой следующий вопрос. Потому что я вижу, как моя электронная почта взрывается сейчас, спрашивая, а как насчет захоронения радиоактивных ядерных отходов, кражи или террористических атак? Хосе, как вы отвечаете на эти вопросы?
ХОСЕ РЕЙЕС: Да. Так что, конечно же, в начале этих программ вы проводите оценку мер безопасности. И это то, что мы сделали — две оценки с Тихоокеанской северо-западной национальной лабораторией. Мы также работаем с Международным агентством по атомной энергии. Выводы этих исследований заключались в том, что эти реакторы, поскольку они низкообогащенные, действительно не представляют угрозы с точки зрения терроризма или нераспространения.
Что касается образующихся отходов, мы говорим об очень небольшом количестве использованного топлива. Например, для нашего проекта — того, который мы строим в Айдахо, — это завод из шести модулей. За 60 лет работы этого завода все произведенное использованное топливо можно было бы хранить на 0,8 акрах земли. Таким образом, эти растения производят очень небольшое количество отходов. И это за очень большой промежуток времени. И хранилище занимает очень мало места.
ИРА ФЛАТОУ: Но опять же, Кристин, у нас нет решения для постоянного хранения данных — централизованного решения для хранения данных, не так ли?
КРИСТИН КИНГ: Нет, сэр. Тем не менее, Министерство энергетики ведет активную работу по поиску решений для централизованного хранения данных на основе согласия. Я думаю, что еще одним захватывающим аспектом отходов для усовершенствованных реакторов является возможность переработки отходов из нашего существующего парка в топливо для некоторых из этих новых реакторов.
ARPA-E профинансировал некоторые работы по изучению технологий, необходимых для переработки. И наличие централизованного объекта, куда вы собираете все наше отработавшее топливо, также было бы отличным инструментом для процесса переработки. Другие страны перерабатывают отработавшее топливо. У них так называемый замкнутый топливный цикл. Поэтому нам нужно будет принять решение о том, что мы хотим иметь замкнутый топливный цикл, а затем включить инфраструктуру, с помощью которой это можно будет сделать. Но все начинается, как мне кажется, с консолидированного объекта.
Итак, в ближайшем будущем нашим передовым разработчикам реакторов и покупателям этих реакторов нужно будет планировать хранение на месте, подобно тому, что мы делаем сегодня с нашими ядерными отходами.
ИРА ФЛАТОУ: Это пятница науки от WNYC Studios.
Есть ли какие-то радикальные новые проекты, ожидающие завершения или тестирования, или что-то, о чем мы просто никогда не думали раньше?
КРИСТИН КИНГ: Я думаю, что один из наиболее интересных аспектов класса реакторов, выходящих сегодня, действительно заключается в этих меньших реакторах, этих микрореакторах. И к 2025 году мы увидим два из них в рабочем состоянии. Министерство обороны в рамках проекта PELE рассматривает возможность создания полностью переносимого небольшого реактора для поддержки своих операций.
В штате Аляска изучают, как микрореактор может помочь некоторым из более отдаленных населенных пунктов на Аляске и как обеспечить их надежной электроэнергией. Я думаю, что это захватывающий аспект того, что происходит — я также думаю, что эти реакторы среднего размера и возможность поддерживать декарбонизацию нашего промышленного сектора.
Думаю, мы понимаем, какую роль играет электричество во многих планах обезуглероживания. Но как инженер-химик, если бы у меня был хорошо настроенный химический процесс для производства полимера, так сказать, я не думаю, что действительно хотел бы кардинально изменить свой процесс. Я просто хотел бы получить то же количество энергии, которое у меня было раньше, только из чистого источника.
ИРА ФЛАТОУ: Как пройти через НИМБИ, не на моем заднем дворе? Я думаю, это отличная идея, но, Хосе, я не хочу, чтобы она стояла у меня на заднем дворе. Как вы справились с этим в Айдахо в новом проекте?
ХОСЕ РЕЙЕС: Да, это действительно должна быть работа с населением. И я думаю, что было проведено более 120 встреч с населением, с точки зрения мэрий и возможностей для городских советов изучить то, что мы делаем, и понять процесс, который им предстоял. Что было хорошо в этой информационно-разъяснительной работе, так это то, что в ней также рассказывалось о различных вариантах энергии, почему важно стать экологичным с точки зрения чистых источников энергии. Так что я думаю, что эти разъяснения очень, очень важны. И это то, что UAMPS, в частности, возглавил, работая с NuScale над первым проектом в Айдахо.
ИРА ФЛАТОУ: Итак, вы можете продолжать. Когда мы сможем увидеть настоящую операцию? Вы говорите о трех-пяти годах — как вы упоминали ранее — о трех годах?
ХОСЕ РЕЙЕС: Да. Итак, у нас есть следующие шаги. По сути, владелец, UAMPS, будет подавать заявку на получение разрешения на строительство, утверждение заявки на получение лицензии на эксплуатацию. Так что это будет в конце этого года. Это двухлетний обзор. И тогда, в 2025 году, когда это будет одобрено, можно будет начать строительство. Так что это трехлетняя сборка с этого момента. Итак, мы смотрим где-то в конце 2029 года.чтобы к 2030 году доставить эти первые модули и полностью ввести в эксплуатацию все шесть модулей.
ИРА ФЛАТОУ: Кристина, а как насчет продления срока службы существующих установок? Я знаю, что — я думаю, что это было — каньон Диабло в Калифорнии должен был выйти из бизнеса, и теперь они продлили его жизнь. Как вы думаете, мы увидим больше тенденции таким образом?
КРИСТИН КИНГ: На самом деле уже есть. Итак, сегодня у нас в США работает 92 реактора на 53 различных объектах. Только у 10% из них все еще есть лицензия на 40 лет, которая является исходной лицензией, которую вы имели бы на атомной станции. 65% из них уже продлили свою жизнь до 60 лет.
Теперь, если мы не продлим эти лицензии до 80 лет, мы увидим, что эти заводы отключатся в 2040-х годах. А это около 60 ГВт мощности. Для нас важно расширить этот флот, чтобы дать нам то, что я бы назвал переходом в 2060-е годы. У нас уже есть шесть заводов с разрешением на эксплуатацию до 80 лет, и еще 15 либо подали заявку на продление, либо ожидают подачи заявки в ближайшее время.
ИРА ФЛАТОУ: Людей будет волновать растение, которому 80 лет.
ХОСЕ РЕЙЕС: Ну, я склонен думать о процессе продления лицензии, как о тех важных днях рождения, которые есть у всех нас, и о визитах к врачу, когда врач изучает вашу собственную историю и изучает историю вашей семьи, а в некоторых случаях случаев, просто обычно рекомендует вам провести некоторые проверки, чтобы мы убедились, что понимаем, как управлять вами в будущем.
Врачи рекомендуют делать колоноскопию людям, которым исполняется 50 лет. Но если у вас есть семейный анамнез, они могут попросить вас сделать это раньше, и вам может потребоваться делать это чаще. Управление продлением срока службы вашей атомной станции похоже на управление продлением вашей личной жизни с вашим врачом.
ИРА ФЛАТОУ: Интересно, что вы сравнили ядерную энергию с колоноскопией.
КРИСТИН КИНГ: Ну, надеюсь, я не стану вирусным из-за этого.
[СМЕХ]
ИРА ФЛАТОУ: Я хочу поблагодарить вас обоих за то, что нашли время быть со мной сегодня.